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湖坪村闸坝枢纽工程安全监测系统存在问题分析及对策

2019-02-15张万里

陕西水利 2019年7期
关键词:监测仪器监测数据大坝

胡 凯,张万里

(1.中交第二航务工程勘察设计院有限公司广州分公司,广东 广州 511442;2.江苏文天水利规划设计研究院有限公司(河南省水利勘测设计研究有限公司南京分公司),江苏 南京 719000)

枢纽大坝是水利水电工程一项重要的组成部分,与整个水利水电工程的质量及后期的使用效率密切相关。为了确保大坝的稳定运营,需要做好相关安全监测的工作。湖坪村闸坝枢纽工程安全监测系统已运行多年,实际运行情况揭露了设计中存在的问题,如视准线观测法理论和实践运用的差距、大地四边形设计中对通视考虑不足等。基于此,本文针对湖坪村闸坝枢纽工程安全监测系统展开分析。

1 工程概况

湖坪水库是一个以灌溉、供水为主,结合防洪、旅游的小(1)型水库,主要建设内容为挡水坝、溢流坝和灌溉取水建筑物等管网设施,总投资2.6亿元。水库位于江西省樟树市湖坪村境内,距樟树市区约4.5 km,所在流域属鄱阳湖环湖区河流清丰山溪支流芗水流域,闸址以上控制流域面积260 km2。大坝坝体为重力坝,设计标准为50年一遇。水库建成后,正常蓄水位310 m,正常库容697万m3;死水位271 m,灌溉死水位288 m,死库容27万m3。灌溉受益范围涉及大湖、杨林、岩坡3个村,新增灌溉面积1.34 km2,改善灌溉面积4.18 km2,灌区控制灌溉面积8.81 km2,灌区灌溉保证率达到85%。

2 工程安全监测系统存在问题

尽管湖坪村大坝安全监测已经能够做到对监测数据的自动采集,但是针对监测数据的实时分析和对大坝运行性态的实时评价还难以实现。且因水闸管理设施与技术水平落后,管理经费和具体管理工作落不到实处,现有管理设施及管理水平已不能满足工程管理的需要。

2.1 大坝安全监测工作落实不到位

湖坪村部分大坝建成已运行十多年,但一直没有针对该部分大坝采取任何安全监测措施,缺乏实际监测资料,不能掌握大坝运行的实时动态,存在很大的安全隐患;同时,因管理人员安全意识不足,对安全监测工作的重要性理解不到位,存在侥幸心理,使得大坝监测工作不能得到重视[1];缺乏完善的管理制度也是湖坪村大坝安全监测工作面临的重要问题,应急需针对此项问题进行处理。

2.2 安全监测仪器选择和采购不当

安全监测工作要在对监测仪器进行充分对比考虑之后选择采购:①要充分的考虑到监测仪器的适用性,即考虑监测仪器使用的测量范围以及监测的环境等情况;②对监测仪器的耐久性以及可靠性进行考虑;③考虑监测仪器的精密度,但值得注意的是,并不是监测仪器的精度越高越好,而是应选择适合工程监测的精度。湖坪村大坝工程监测仪器的选择没有对监测仪器的类型、应用条件以及原理和适用场合等方面进行充分对比,导致监测仪器出现故障的频率较高,使用寿命低,且在一定程度上加大了维修的成本和次数,甚至有部分的监测仪器数据不准确,很大程度上降低了监测仪器的使用效率。

2.3 安全监测资料分析不准确

水库大坝枢纽安全监测人员对监测数据编辑、分析的主要内容及程序包括制定月度报表、整理日常资料和简要、讨论年度监测成果记录等。湖坪村大坝监测目前对资料的分析层次仍旧相对较浅,缺乏一定的深度、严谨性和整体性,致使监测资料不能得到充分利用,无法对大坝整体运行现状进行全面精准地反馈;除此之外,湖坪村大坝安全监测数据讨论分析的方法、理论依据及安全监测系统等都比较落后,觉得多数不能做到实时监控的使用要求,更不能提供相对可靠的监测数据。

3 大坝工程安全监测控制措施

3.1 安全监测仪器控制

3.1.1 科学选择安全监测仪

大坝工程建筑团队在选择安全监测仪器时,应选用统一的仪器类型。不同类型的仪器可能会造成不兼容或者是将标准换算时间延长的现象,只有尽量选用统一类型的安全监测设备,才能够有效保障安全监测数据的准确性,并在一定程度上为相关工作人员减少工作量,提高工作效率。同时,选用同一类型的安全监测设备也能够使后续的维护升级工作降低成本和难度[2]。

3.1.2 合理安装安全监测仪器

对于水利水电工程运行管理应合理选择安全监测仪器的摆放位置,使有限的安全监测仪器发挥最大程度的监测效果,应结合监测部位及监测面,对大坝整体结构的受力特性进行全面分析和计算,确保大坝工程各个监测部位的监测等级符合工程实际要求,进而完成安全监测仪的装置。

3.2 控制大坝工程监测过程

大坝安全监测工作主要有两种:安全监测仪器相关信息收集;人工大坝相关数据信息测量。不论是仪器监测所得数据还是人为测量所得数据,都应该准确完整,才能及时对大坝在运行过程中存在的问题进行排查,并采取新昂管措施处理解决。

3.3 提高工作人员职业素养

要加强日常安全监测仪器管理对安全监测工作人员的专业素养培训,确保安全检测工作的相关人员不仅具有较强的专业技能,更具有极其认真负责的监测态度,确保监测工作的顺利开展实施。

大坝安全监测涉及范围较多,受各种因素影响,具备很大的不确定性,这就要求安全监测人员有关于水工、工程测量、地质勘察、电子信息化等方面的专业知识储备。因此,安全监测队伍人员配备必须合理,拥有各方面的专业型人才,且应加强各专业人才之间的交流,确保各个工作人员都能够对其他人工的工作及专业有全面详细的了解,有助于工作上的沟通,提高工作效率。同时,也有助于个人成为全能型人才,了解方方面面的知识。

3.4 大坝工程安全监测数据控制

应根据安全监测仪器提供的监测数据,采取相对应的方法,对大坝工程进行分析和监测管理,并应定期聘请相关专家或专业机构对大坝安全监测数据进行论证,及时对大坝安全监测所获取的信息做出判断,加快对大坝工程的修补以及完善工作[3]。

3.5 加强监测数据的分析

数据是掌握大坝安全运行的基础支撑,为了更加准确地观察大坝的实际变化趋势,必须对监测数据进行全面、深度的分析论证,建立健全的水工监测数据管理体系。同时,监测数据分析时,必须确保监测系统的整体性、全面性、专业性,将多种方法进行融合,保证数据在经过专家分析论证之后及时进入数据库、入档保存,便于后期管理,也为出现问题后能快速、精准地采取补救措施提供保障。

4 结论及建议

(1)尽快实施坝顶自动化引张线[4],以改变当前湖坪村大坝枢纽无坝顶水平位移监测措施的局面。设计时,采用分段布置,每段长度150 m左右。同时,应减少浮托装置的布置,浮托装置越多,误差越大,可能产生的故障问题也越多,所以,应尽量少设浮托装置好,或采用悬链式引张线。

(2)优先考虑监测密度大、监测工作强度高的工程项目,尽可能早地实现自动化监测,如:扬压力、绕坝渗流、内部仪器监测等。

(3)加强对水准网及垂直位移自动化测量的观测,尽量避免出现“无人值班、少人值守”的情况。同时,可考虑采用静力水准取代坝内沉降观测水平和垂直位移,选择适当数量的GPS控制点加测,建立控制区的高程异常模型,计算其他部位的正常高程,减少工作量。

大坝工程安全监测是水利水电工程建设过程中最为重要的一个环节,建设过程较为复杂,且具有范围广和项目流动性大的特点,也是水利水电工程中最容易出现质量问题的工程环节,直接影响整个水利水电工程的建设及运行质量,格外重要。因此,水利水电工程建设及运营期间应对大坝工程的安全监测工作进行严格控制,采取积极有效的措施,确保大坝工程能够平稳运行。

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